NL7803860A

NL7803860A - Werkwijze voor de vervaardiging van minerale poreuze en doordringbare membranen, die door een poreus substraat zijn ondersteund.

Info

Publication number: NL7803860A
Application number: NL7803860A
Authority: NL
Original assignee: Commissariat Energie Atomique
Priority date: 1977-04-12
Filing date: 1978-04-12
Publication date: 1986-08-01
Also published as: GB1605275A; AU3844385A; FR2550953A1; DE2813904A1; JPS61192306A; CH663356A5; BE865875A; AU570297B2; CA1239011A; FR2550953B1; DE2813904C2; US4888033A

Description

78A01 <· '

Aanvrager: Commissariat A 1’Energie Atomique, 29» Rue de la Fédération, 75015 Parijs, Frankrijk.

Uitvinders: Jean C5ARPIS

38bix, Avenue René Coty 75014» Parijs, Frankrijk

André GRASTGEOH

Les Coquettes 846ΟΟ 7ALREAS, Frankrijk Francis PEJOT

17, Avenue de la République 84420, Pioleno, Frankrijk Pierre P1URIEH

37 f Pare d'Ardenay 9H20 Palais eau, Frankrijk Bernard RASHEÜR

3, Allés du Hooher 78320 Le Mesnil Saint Denis, Frankrijk

Serge RICHARD

Qnartler Saint Panera 30150 Pont Saint Esprit, Frankrijk

René YETBE

3, Impasse du Chéteau 26200 Hontelimar, Frankrijk

Titel: Werkwijze voor de vervaardiging van minerale poreuze en doordringbare membranen, die door een poreus substraat zijn ondersteund.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor de vervaardiging van minerale poreuze en doordringbare membranen, die door een poreus substraat zijn ondersteund.

3 Een van de klassieke werkwijzen voor de vervaardiging van dit type membraan bestaat in het laten afzetten op een poreus en doordringbaar substraat uitgaande van een suspensie in een vloeistof van korrels of agglomeraten wan korrels in poedervorm, van een of meer actieve lagen van een enkelvoudig of gemengd ozyde, 10 gevolgd door drogen, samenpersen en fritten van het zo verkregen geheel. Volgens de bekende werkwijzen is de samenpersbeïrerking onvermijdelijk: deze samenpersing is immers nodig om een reorganisatie van de afgezette laag of lagen op het substraat te verwezenlijken om een homogene mieroporeuze textuur te verkrijgen, die 13 geen macroporositeit toont, en om een goede mechanische veerstand /£03360 2 te verkrijgen door de cohesie "binnen de laag of de lagen te vergroten en, eventueel, een hechting op het substraat te vergroten.

]}e werkwijze volgens de uitvinding stelt in staat minerale poreuze en doordringbare membranen, ondersteund door een poreus 5 substraat te verkrijgen, volgens een eenvoudigere bewerking dan die welke hiervoor is beschreven, in het bijzonder omdat het niet nodig is een samenpersbewerking uit te voeren.

De werkwijze voor de vervaardiging van een mineraal' poreus en doordringbaar membraan volgens de uitvinding is in het bijzonder 10 daardoor gekenmerkt dat men op een poreus doordringbaar substraat een dunne laag van een gepeptiseerde gel van een hydroxyde van tenminste aluminium afzet, men het aldus verkregen membraan droogt, en men het vervolgens aan een bakbewerking tussen 500°C en 1100°C onderwerpt.

15 Volgens de uitvinding kan de gebruikte gel hetzij een ge- peptiseerdealuminiumhydroxyde gel zijn, hetzij een gepeptiseerde gel van een gemengd hydroxyde van aluminium dat in staat is om, na pyrolyse, een aluminium^spinel te vormen, zoals b.v. een gepeptiseerde gel van een gemengde hydroxyde van aluminium en mag-20 nesium.

Volgens de werkwijze van de uitvinding wordt de gepeptiseerde aluminiumoxydegel of de gepeptiseerde gemengde aluminium-en magnesiumhydroxydegel op een poreus doordringbaar substraat afgezet volgens de techniek van het overtrekken.

25 Ken zal zich herinneren dat de overtrektechniek toegepast voor het afzetten van een suspensie van vaste deeltjes in een vloeistof, bestaat in het in contact brengen van de inwendige en/of uitwendige wand van het poreuze substraat met een suspensie die in staat is de laag te vormen die men op het poreuze substraat 30 wenst af te zetten. Nauwkeuriger gezegd geschiedt dit in contact brengen door het substraat met een bak die deze suspensie van vaste deeltjes bevat, in verbinding te brengenj de bak is van een vervormbaar membraan voorzien dat het mogelijk maakt onder invloed van de druk van een fluïdum, volumevariaties op het inwendige van 35 de bak over te brengen, wat het stijgen of dalen van de suspensie van de vaste deeltjes langs het poreuze substraat teweeg brengt.

7303860 3 ^SSÊÊSBttÊÊ!StÊf^*

Ha droging van het aldus verkregen geheel, gevolgd door thermische behandeling tussen 300 en 1100°C, verkrijgt men een mineraal doordringbaar membraan dat een op een poreus substraat afgezette dunne actieve laag bevat, welke dunne laag microporeus 5 en homogeen is en een dikte van enkele microns en een pöreuze textuur van enkele tientallen Angström; vertoont; men past deze textuur aan de beoogde toepassing van het membraan aan.

De poreuze en doordringbare substraten die men volgens de werkwijze van de uitvinding gebruikt, moeten op het oppervlak dat 10 bestemd is om de gellaag te ontvangen, een poreuze structuur vertonen met een poriestraal kleiner dan ZjJU9 en onregelmatigheden van de toestand van het oppervlak kleiner dan enkele microns om resp. een belangrijke binnendringing van de gel in de poriSn van het substraat, en, de vorming van spleten of macroporeuze gebreken 13 te vermijden. Deze substraten moeten tegelijkertijd een goed mechanisch gedrag, een grote permeabiliteit, en een bevredigende toestand van het oppervlak vertonen, en samengesteld zijn uit een grove drager die poriSn met grote straal (van 4 tot 20JA/ b.v.) vertoont, welke drager door een dun laagje van enkele tientallen 20 micron is bedekt dat een veel fijnere (van 0.05 tot ^textuur heeft ex kunnen van metaal (b.v. van nikkel) of van keramisch materiaal (van aluminiumoxyde b.v.) zijn.

Men stelt de viscositeit van de gebruikte gel in om een geschikte bevochtlgbaarheid van deze gel op het substraat te 25 verkrijgen. Deze instelling van de viscositeit kan gesohieden hetzij door de concentratie van de gel te wijzigen (door deze gel of tijdens zijn bereiding te verdunnen) hetzij door er een verdikkingsmiddel aan toe te voegen.

De bereiding van een aluminiumhydroxydezgel kan b.v. op de 50 volgende manier geschieden: men gaat uit van een aluminiumalcoho- laat dat aluminium-tert.butylaat of -isopropylaat kan zijn; men 6611 hydxölysd laat dit aluminiumalcoholaat/met een grote overmaat water (aantal molen IgO/aantal molen Al in de buuxt van 100) ondergaan, bij een temperatuur van ongeveer 80°C. Men bewerkstelligt vervolgens een 35 peptisering van het aldus verkregen gehydrateerde aluminiumoxyde, eveneens bij een temperatuur van ongeveer 80°C, in tegenwoordigheid 78 0 3 8 60 4 van ββη sterk zuur zoals chloorwaterstofzuur of perehloorzuur gedurende enkele uren tot drie dagen· Men verkrijgt een gepepti-seerde gel ook sol genaamd (colloidale suspensie) die doorzichtig is* In de handel komen dergelijke aluminiumhydroxyde-'solen 5 (hoehmietsol) voor, De concentratie van de gepeptiseerde gel, verkregen door indamping, kan als functie van de hoeveelheid die men op het poreuze substraat wenst af te zetten, worden ingesteld; de maximale concentratie van de gel wordt verkregen bij een concentratieverhouding van sterk zuur/alcoholaat van ongeveer 10 0.07*

Men zet deze gepeptiseerde aluminiumhydroxyde gel op het poreuze substraat, daitde hierboven gegeven eigenschappen bezit, af volgens de overtrekteohniek b.v. Het aldus verkregen geheel wordt vervolgens bij matige temperatuur gedroogd, en wordt ver-15 volgens aan een thermische behandeling bij een temperatuur van 500°c tot 1100°C blootgesteld, De thermische behandeling heeft een dubbele rol; eerst om het hydroxyde Al(OH)^ in gekristalliseerd AlgOj om te zetten, waarvoor een minimum temperatuur van ongeveer 500°C nodig is, vervolgens om volgens de beoogde toepassing, de 20 afmetingen van de poriën door fritten in te stallen door de temperatuur in het trajekt van 500°C tot 1100°C te wijzigen· Aldus verkrijgt men bij een temperatuur van 500°C gedurende één uur een mioroporeuze laag aluminiumoxyde met de structuur met een gemiddelde poriestraal van ongeveer 20 2, en bij een temperatuur 25 van 850°0 gedurende één uur, verkrijgt men een microporeuze laag aluminiumoxyde met een gemiddelde poriestraal van ongeveer 40 2. De porositeit is ongeveer 62 tot 65$.

De doordringbaarheid voor stikstof van het aldus verkregen n p membraan kan variëren van 200 tot 3000.10~'molen/cmHg/cm /min, voor 30 dikten van de microporeuze ^variërende van 15 tot

De bereiding van een gel van een gemengd hydroxyde kan geschieden door hydrolyse van een aluminiumalcoholaat, gevolgd door toevoeging van een zout van het gekozen metaal. Dit metaal, dat in staat is met aluminium de spinelstructuur te geven, kan 35 b.v. magnesium, kobalt, koper, ijzer, mangaan of nikkel zijn, In het geval van magnesium kan men b.v, een acetaat, een isopropylaat, 78 0 3 8 6 0 5 4ΜΗ98ΗΡΓ een perchloraat ran magnesium, dat ran teroren in water is opgelost, toeroegen. Men kiest de hoereelheid magnesium zodanig, dat na bakken boren 800°C een spinel met de formule n A1_0,, MgO, wordt rerkregen. ά 0 waarin n groter of gelijk is aan 1,/ Men bewerkstelligt rerrolgens 5 een peptisering in tegenwoordigheid ran een sterk zuur zoals chloorwaterstofzuur of perohloorzunr gedurende enkele uren tot drie dagen. Ha indamping ran de rerkregen colloidale suspensie om deze te concentreren, reakrijgt men een sol Tan een gemengd hydroxyde die men door een filter, met poriSn ran ongereer 0.4 10 kan filtreren, om een rolmaakte homogeniteit daarran te rerzekeren.

Men zou de peptisering ran het aluminiumhydroxyde ook roor de toeroeging ran het zout ran het andere metaal kunnen bewerkstelligen.

Ha instelling ran de riseositelt ran deze gel, zet men deze gel, b.r. door de orertrekteohniek op het poreuze en doordringbare 15 hierboren aangegeren substraat af.Het geheel wordt rerrolgens bij matige temperatuur gedroogd, rerrolgens bij een temperatuur boren 800°C die tot 1100°C kan gaan, gebakken. He thermische behandeling heeft gelijk een dubbele rolt eerst de omzetting ran het gemengde hydroayde in een gemengde oxyde met de spinelstructuur te rerzeke-20 ren wat een minimum temperatuur ran 800°C rerelst, en rerrolgens het instellen, afhankelijk ran de beoogde toepassing, ran de afmeting ran de poriSn door fritten door de temperatuur in het gebied ran 800°C totll00oC in te stellen.

Zo heeft roor een baktemperatuur ran 850°C gedurende één 25 uur de zo rerkregen microporeuze laag een homogene spinelstruetuur en bezit een gemiddelde poriestraal ran ongereer 40 1, en roor een baktemperatuur ran 1000 C gedurende één uur een gemiddelde poriestraal ran ongereer 50 1.

Tolgens een roordelige uitroeringsworm ran de werkwijze 50 rolgens de uitrinding, kan men, als het membraan eenmaal klaar is, de afzetting ran een tweede laag gepeptiseerdegel bewerkstelligen, wat in staat stelt erentuele fouten als gerolg ran een gebrek bij de beroohtiging gedurende de eerste afzetbewerking, rullen; dit stelt ereneens in staat erentuele spleten die gedurende de bakking 55 ran de eerste afzetting kunnen worden gerormd, te rullen.

Ter beter begrip ran de uitrinding rolgen nu enkele Toonbeelden ran de uitroering ran de beschouwde werkwijze. Natuurlijk 7803860 6 hebben deze voorbeelden geen enkel beperkend karakter ten opzichte van de uitvinding.

YOOBBEELD I

Men vervaardigt een mineraal doordringbaar membraan door afzetting van een monolaag van een gepeptiseerde gel van een,gemengd 5 hydroxyde van aluminium en magnesium, overeenkomend met de verhouding Al/Mg = 6, op het poreuze en doordringbare substraat. Deze vervaardiging geschiedt op de volgende manier.

Men gaat uit van een boehmieVfcol gesuspendeerd in water met 30g oryde per liter.

10 Men verdunt deze oplossing tot 150$ in water dat gepermu- teerd en vervolgens gedestilleerd is. Men voegt aan deze oplossing een waterige oplossing van magnesinmacetaat toe, in de verhoudingen van 40 deleh boehmiet^sol op 100 delen van een oplossing van magnesinmacetaat van 81 g/l.

15 Twee poreuze substraten a en b in de vorm van een buis van daluminiumoryde worden gebruikt; zij bevatten op hun inwendig oppervlak een bekleding waarvan de gemiddelde stralen van de poriën hetzij O.Ajjb hetzij 0.6/66 zijn, (deze bekleding is afgezet op een drager met een straal van de poriën van 6jjU )| daarmede komen 20 bulloscopisohe doorlaatdrukken voor een perfusie hoeveelheid lucht van 120.10“^ mol/mn,overeen van 600 mb en 490 mb, wat overeenkomt» met een juist meetbare hoeveelheid zwakke plekken groter dan resp. 0.8j/> en 0.96/66.

De gel wordt volgens, de overtrektechniek op het inwendige 25 oppervlak van het substraat aangebracht. Het geheel wordt dan gedurende 15 uren bij de temperatuur van de omgeving gedroogd en in een atmosfeer met een vochtigheid van 60$. Daarna bakt men gedurende een uur bij 850°C. Men verkrijgt aldus een membraan dat een laag met de spinel 3 AlgQ^, draagt, waarvan de 30 kenmerken in de hieronder volgende tabel A zijn gegeven.

7803360 X - 7

TABEL A

wtÊtm

Drager Kenmerken van de drager Kenmerken van het membraan

Gemiddelde Doorlaatdruk Permeabiliteit Poriestraal straal van de bij alcohol- voor„stikstof bij gas-poriSn van bullosoopie, (lO"*'mol/cmHg/ permeame-het oppervlak bij 120.10-^ cm^/mn) trie van de drager mol/mn a 0,4JLO 600 mb 3 800 70 £ b 0,6 jXt 490 mb - ^100 £

VOORBEELD II

Hen vervaardigt een doordringbaar mineraal membraan door afzetting van een monolaag van een gepeptiseerde gel van een gemengd hydroxyde van aluminium en magnesium op een poreus en doordringbaar substrdat»

Hen gebruikt een boehmietsol gelijk aan die welke als uit-gangsprodukt in Voorbeeld I werd genomen en men filtreert hem op een filter met poriedimensies van 0,4^. Men verdunt deze sol in 100$ vater en 50$ alcohol. Vervolgens voegt men er een waterige oplossing van magnesiumaoetaat aan toe in de verhoudingen van 40 delen boehmietsol op 10 delen magnesiumaoetaatoplossing van 81g/l.

Eet gebruikte poreuze substraat is van het type a van Voorbeeld I· ^

De aldus verkregen gepeptiseerde gemengde gel vordt door de overtrekteehniek op het binnenoppervlak van de drager afgezet bij de temperatuur van de omgeving»

Men droogt vervolgens hetgeheel gedurende 15 uren bij de omgevingstemperatuur, in een atmosfeer met een vochtigheidsgraad van 60$; vervolgens bakt men het geheel gedurende 1 uur bij 850°C.

De volgende tabel B geeft de kenmerken van het verkregen membraan met de homogene spinelstruotuur 3 AlgO^, MgO.

% 7 ^ ή "l Q £ ft

* V tJ 0 'J Q

TABEL B

8

Bikte van Permeabili- Poriestralen Gemiddelde Porositeit de laag teit voor van de laag, straal van van de laag stikstof gemeten bij de poriën (lO- mol/ gas-permeame- van de laag 5 cmHg/cm2/mn trie tussen 7 bar en 14 bar 800 l 1100 27 2 37 1 63#

Het verkregen membraan vertoont, wanneer het voor het ver-20 rijken door gasdiffusie een natuurlijk mengsel van Argon 36 en Argon 40 wordt gebruikt een scheidingsdoeltreffendheid van 0,749 tot 0,722.

VQQBBEELB III

Hen vervaardigt een doordringbaar mineraal membraan van 13 een spinel 3 AlgO^jHgQ door afzetting van een dubbellaag . gepep-tiseerde gel op een poreus substraat.

Hen neemt het in Voorbeeld II vervaardigde membraan en men brengt een tweede laag van dezelfde gepeptiseerde gel aan en op dezelfde manier als in Voorbeeld II. Beze laag wordt vervolgens 20 gedroogd en gebakken zoals in Voorbeeld II.

Be Tabel C hieronder geeft de kenmerken van het aldus verkregen membraan. ^

TABEL C

Permeabiliteit voor Poriestraal gemeten Scheidingsdoeltref-stikstof (l0“7mol/ bij gas-permeametrie fendheid van een omHg/cm2/mn) tussen 7 bar en 14 bar natuurlijk argon- 5 mengsel 750 20 £ 0,755

Hen ziet bij vergelijking van de gegevens van deze tabel met die van Tabel B, dat een membraan dat twee lagen draagt een zwakkere permeametrie vertoont en een grotere soheidingsdoeltref-30 fendheid van een argonmengsel.

V00RBEELB IV

Hen bereidt een doordringbaar mineraal membraan van een 7803860 9 spinel 3 AlgO^MgO door afzetting van een monolaag ran een gepep-tiseerde gel op een poreus eubstraat.

Men gebruikt een boehmietsol, gelijk aan die welke als uitgangsprodukt in de Voorbeelden I tot III werd gebruikt. En men 5 filtreert de sol op een filter met poriedimensies Tan 0,4 jJ- · Men verdunt deze sol in 75$ water. Men voegt vervolgens een organisch bindmiddel, t.w. polyvinylaloohol toe,in verhoudingen van 20 tot 30 gewichtsprocent met betrekking tot het gewicht van het aluminium-0x7de. Vervolgens voegt men een vaterige oplossing van magnesium-10 acetaat van 61g/l toe, in verhoudingen van 40 delen boehmietsol op 100 delen magnesiumacetaat. De gepeptiseerde gel wordt onder vacuum van gassen vrijgemaakt in tegenwoordigheid van butanol.

Het gebruikte poreuze substraat is van het type a van Voorbeeld I.

15 De gepeptiseerde gel wordt volgens de overtrektechniek bij de omgevingstemperatuur op het binnenoppervlak van het substraat afgezet.

Het aldus verkregen geheel wordt gedurende drie uren bij 80°C in een stoof gedroogd, daarna wordt tot 600°C gebakken met 20 een snelheid van temperatuurstijging van 25°C/h om het organische bindmiddel te verwijderen, daarna met een temperatuurstijgsnelheid van 100°C/h tot aan 850°Cj men laat het gedurende ongeveer 1 uur op deze temperatuur van 85Q°C.

Tabel D hieronder geeft de kenmerken van het verkregen 25 membraan met spinel 3 AlgOjjMgO-structuur.

TABEL· D

Dikte van de laag Permeabiliteit voor Permeametrische stikstof (l0"7mol/ straal van de laag cmHg/cm2/mn) lOyti/ 620 45 1 30 Men ziet dat door deze techniek, volgens welke men bovendien een organisch bindmiddel gebruikt, men dikkere continue lagen verkrijgt, maar minder doordringbaar dan die verkregen in de voorafgaande voorbeelden.

78 0 3 8 6 0 1°

VOORBEELD V

Hen vervaardigt een doordringbaar mineraal membraan van een spinel 6 AlgO^MgO door afzetting van een monolaag van een gepep-tiseerde gel op een poreus substraat.

Hen gebruikt een boehmietsol die gelijk is aan die van de 5 Voorbeelden I tot III en men filtreert deze sol op een filter met gemiddelde poriedimensies van 0,4Jly» Hen verdunt deze sol vervolgens in 50$ water. Hen brengt vervolgens een waterige oplossing van magnesiumacetaat van 81g/l in in de verhoudingen van 80 delen boehmietsol op 10 delen magnesiumacetaat. Be gel wordt vervolgens 10 onder vacuum ontgast in tegenwoordigheid van butanol.

Het gebruikte substraat is van het type a van Voorbeeld I. Hen zet de gepeptiseerde gel op het inwendige oppervlik van het substraat door de overtrektechniek bij de omgevingstemperatuur af. Het zo verkregen geheel wordt in de omgevingslucht gedroogd 15 gedurende 12 uren en bij 850°C gedurende een uur gebakken met een snelheid van de stijging van de temperatuur van 100°C/h.

Be hieronder volgende Tabel I geeft de kenmerken van het aldus verkregen membraan met homogene spinel 6 AlgO^fHgO structuur.

TABEL E

Permeabiliteit voor stikitof Fermeametrische straal van 20 (lQ^mol/omEg/cmS/mn) de laag 1200 60 i

Hen ziet dat door toevoeging van geringer hoeveelheden magnesiumacetaat men een aluminium^spinel n AlgO^MgO kan verkrijgen waarin n groter is dan 5*

25 V00RBEELB VI

Hen vervaardigt een doordringbaar mineraal membraan door af zetting van een monolaag van een gepeptiseerdegel van een gemengd hydroxyde van aluminium en magnesium op een poreus en doordringbaar substraat.

30 Be in de voorafgaande voorbeelden gebruikte boehmietsol wordt op een filter met gemiddelde poriedimensies van 0,4^ gefiltreerd. Hen verdunt de sol vervolgens in 100$ water en 50$ alcohol. Hen

78 0 3 8 SO

\ voegt er een waterige oplossing wan magnesiumacetaat van 81g/l toe in de verhoudingen van 40 delen boehmietsol op 100 delen magnesium-acetaat. Men ontgaat deze sol vervolgens onder vacuum in tegenwoordigheid van butanol.

5 Het gebruikte buisvormige eubstraat van aluminiumoxyde bezit op het inwendige oppervlak een gemiddelde poriestraal van 500 i.

De sol wordt op het binnenoppervlak van het substraat afgezet volgens de overtrektechniek bij de temperatuur van de omgeving.

10 Het zo verkregen geheel wordt ia de omgevingslucht gedroogd gedurende 12 uren en vervolgens gedurende 1 uur bij 850°C gebakken met een snelheid van temperatuurstijging van 100°c/h.

De volgende tabel F geeft de kenmerken van het verkregen membraan.

TABEL F

15 —-——.

Permeabiliteit voor Pexmeametrisehe Scheidingsdoeltreffend- stikstof (lCT'mol/ straal van de laag heid van een natuur- * cmHg/cm2/mn) lijk argonmengsel 700 A 800 50 1 0,706

VOORBEELD VII

20 Hen vervaardigt een doordringbaar mineraal membraan door afzetting van een monolaag van een gepeptiseerde aluminiumhydroxyde-gel op een poreus substraat.

Een boehmietsol van 70 g/l wordt op een filter met porie-dimensies van 2>Jb gefiltreerd» Men concentreert deze sol ver- 25 volgens door verdamping van water tot waarden gelegen tussen 150 en 250 g/l. De visoositeit van de zo geconcentreerde sol ligt tussen 150 en 200cp. Men ontgast vervolgens de sol onder vacuum in tegenwoordigheid van butanol.

De gebruikte poreuze buisvormige drager is van ci-aluminium- 50 oxyde en heeft in het inwendige oppervlak een gemiddelde straal van de poriSn van 0,4

Men zet vervolgens volgens de overtrektechniek op het inwendige oppervlak van de drager de zo geconcentreerde sol af bij.lde omgevingstemperatuur.

Het zo verkregen geheel wordt gedurende 12 uren in de 78 0 3 3 50 "1 * , Λ- 12 omgevingslucht gedroogd, vervolgens hij 600°C met een snelheid van temperatuurstijging van 100°C/h gebakken. Het wordt vervolgens gedurende 1 uur op 600°C gehouden.

De volgende tabel G geeft de kenmerken van het verkregen 5 membraan met de aluminiumoxyde structuur.

TABEL G

Dikte van de laag Permeabiliteit voor Permeametrische straal stikstof )l0“7mol/ van de laag cmHg/cm2/mn) 10 k 15 JjU 300 40 l

10 VOORBEELD VIII

Men vervaardigt een sol met gebruik van magnesiumperchloraat als magnesiumzout waarbij men hetzij chloorwaterstofzuur, hetzij perchloorzuur voor de peptisering gebruikt.

Men gaat uit van een secondair aluminiumbutylaat dat in een 15 reactor is gehydrolyseerd, met een grote overmaat water (100 molen Ξ2Ο op 1 mol alcoholaat) gedurende ongeveer 2 uur.

Men voegt een hoeveelheid magnesiumperchloraat toe om een molaire verhouding Al/Mg - 6 te verkrijgen.

Men bewerkstelligt vervolgens een peptisering met terugloop: 20 - hetzij in tegenwoordigheid van chloorwaterstofzuur met concentraties van chloorwaterstofzuur S§5|A;j;· ^1 ........

aantal moleculen alcoholaat dat kan variëren van 0,09tot 0,15? - hetzij in tegenwoordigheid van perchloorzuur met ooncentraties aantal moleculen ΗΟΙΟλ ^ aantal moleculen alcoholaat 25 dat kan variSren van 0,09 tot 0,20.

De peptiseertijd variSert van 2 uren tot 4 dagen. Men neemt een troebel worden van de oplossing waar na enkele uren peptisering.

In alle gevallen is de spinelstructuur 3 Al,,0j,MgO verkregen voor baktemperaturen variërende van 850°C tot 1000°C gedurende 1 30 uur.

De onderstaande tabel Ξ vat de texturen samen van monsters die zijn verkregen en gemeten volgens de methode BJH (Barret,

Joyner, Halenda; JACS 73» 373 (1951)· 78 0 3 8 6 0

TABEL S

* 13 βΒΒΒΒΒβ!^

Peptisering in tegenwoordigheid ___ . aantal molen HC1 -

Tan HOI net ΠΞΐήΓΞ^Ϊ^ΓΞΪ^ΠΞΓ ' °>°9 gemiddelde specifiek textuurstraal oppervlak hakken 1 h - 800°C 35 1 153 a^g"’^ 1 h - 850°C 401 154 m2g”1 1 h - 900°C 46 i 117 m2g“1

Peptisering in tegenwoordigheid ran HC104 met molên aüëfolüt “ °·09 gemiddelde specifiek textuurstraal oppervlak hakken 1 h - 800°C 25 £ 145 m2g"1 1 h - 850°C 25 £ 134 a2g-1 lh - 900°C 28 2 98 m2g-1 1 h - 1000°C 30,5 £ 86 m2g“1

Men verkrijgt dus dankzij de werkwijze van de uitvinding na thermische behandeling microporeuze lagen die sterk aan het substraat hechten, geen heterogeniteit vertonen, noch wat betreft de dikte, noch vat betreft de doordringbaarheid, en die geen 5 spleten noch macroporiSn vertonen. Al naar de gekozen temperaturen en tijdén van bakken verkrijgt men zeer homogene poriestralen die kannen gaan van 20 tot 500 £·

Men kiest het gebruik yan de minerale permeabèle membranen verkregen volgens de werkwijze van de uitvinding, als functie van 10 hun permeabiliteitskenmerken en van de gemiddelde vaarden van hun poriestralen. Bij voorkeur worden membranen met permeabiliteiten •*7 p van 200 tot 600,10”' mol/cm%/cm /mn, verbonden met gemiddelde poriestralen minder dan 50 £, voor de scheiding van gas of gas-isotopen gebruikt. Baartegenover worden membranen met zeer belang-15 rijke permeabiliteiten die tot 4000.10 mol/omBg/cm /mn, kunnen gaan samen met gemiddelde poriestralen van 50 tot 200 £, bij voorkeur voor ultrafiltratie of filtratie in het algemeen gebruikt.

78 0 3 3 60

Claims

1. Werkwijze voor de vervaardiging van een poreus en doordringbaar mineraal membraan, met het kenmerk, dat men op een poreus doordringbaar substraat een dunne laag van een gepeptiseerde gel van een hydroxyde van tenminste aluminium afzet, men het zo ver- 5 kregen membraan droogt, het vervolgens aan een bakken bij een temperatuur tussen 500°C en 1100°C onderwerpt.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de gebruikte gel door een gepeptiseerde gel van aluminiumhydroxyde wordt gevormd. 10 3· Werkwijze volgens conclusie 1, met het Vmnn<vrk- dat de ge bruikte gel wordt gevormd door een gepeptiseerde gel van een gemengd aluminiumhydroxyde dat in staat is na pyrolyse een aluminium-spinel te vormen.

4. Werkwijze volgens donclusie 3, met het kenmerk, dat de ge- 13 bruikte gel door een gepeptiseerde gel van een gemengd hydroxyde van aluminium en magnesium wordt gevormd.

5. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de bereiding van de gepeptiseerde aluminiumhydroxyde/gel geschiedt door hydrolyse van een aluminiumalcoho1aat, vervolgens door pep- 20 tisering van het zo gevormde gehydrateerde aluminiumoxyde in tegenwoordigheid van een sterk zuur, gekozen uit de groep omvattende chloorwaterstofzuur en perchloorzuur.

6. Werkwijze volgens conclusie 3» met het kenmerk, dat de bereiding van een gepeptiseerde gel van een gemengd hydroxyde van 23 aluminium geschiedt door hydrolyse van een aluminiumalooholaat, toevoeging aan de verkregen oplossing van een zout van een metaal gekozen uit de groep omvattende magnesium, kobalt, koper, ijzer, mangaan, nikkel, vervolgens het peptiseren van de verkregen oplossing in tegenwoordigheid van een sterk zuur, gekozen uit de 30 groep omvattende chloorwaterstofzuur en perchloorzuur.

7. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de bereiding van een gepeptiseerde gel van een gemengd aluminiumhydroxy-de geschiedt door hydrolyse van een aluminiumalooholaat, pepti-sering van de verkregen oplossing in tegenwoordigheid van een 33 sterk zuur gekozen uit de groep omvattende chloorwaterstofzuur en 78 0 3 8 80· V “ c ' 15 ' « perchloorzuur, gevolgd door toevoeging van een metaalzout, gekozen uit de groep omvattende magnesium, kobalt, koper, ijzer, mangaan, nikkel·

8. Werkwijze volgens een van de conclusies 6 of 7» met het kenmerk· dat het magnesiumzout door magnesiumacetaat wordt gevormd.

9. Werkwijze volgens een van de oonolusies 6 of 7, met het kenmerk, dat het magnesiumzout door magnesiumperohloraat wordt gevormd.

10. Werkwijze volgens een van de eonelusies 1-9, met het kenmerk, dat het oppervlak van het substraat waarop men de laag gepeptiseerde gel afzet, een póriestraal minder dan 2 micron bezit.

11. Werkwijze volgens eonolusie 10, met het kenmerk, dat het substraat wordt gevormd door een drager die poriestralen van 4 tot 20 micron vertoont, welke drager bedekt is met een dunne laag die poriestralen van 0,09 tot 2 mioron vertoont.

12. Werkwijze volgens een van de oonolusies 10 of 11, met het kenmerk, dat het poreuze substraat door een keramisch materiaal wordt gevormd. 15* Werkwijze volgens eonolusie 12, met het kenmerk, dat het poreuze substraat van CK -aluminiumozgrde is.

14. Werkwijze volgens een van de oonolusies 10 of 11, met het kenmerk, dat het poreuze substraat van een metaal zoals nikkel is.

15. Werkwijze volgens een van de oonolusies 1-14* met het kenmerk, dat men de laag gepeptiseerde gel op het substraat aanbrengt door overtrekken.

16. Poreus en permeabel mineraal membraan verkregen met de werkwijze volgens een van de oonolusies 1-15·

17. Toepassing van het membraan volgens eonolusie 16 voor de isotope gassoheiding, voor filtratie en voor ultrafiltratie. XXXXXXXXX /833860